WO2009141268A1 - Piston for a brake calliper - Google Patents

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WO2009141268A1
WO2009141268A1 PCT/EP2009/055876 EP2009055876W WO2009141268A1 WO 2009141268 A1 WO2009141268 A1 WO 2009141268A1 EP 2009055876 W EP2009055876 W EP 2009055876W WO 2009141268 A1 WO2009141268 A1 WO 2009141268A1
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WO
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piston
wall
face
groove
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PCT/EP2009/055876
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Inventor
Dirk Koch
Thomas Winkler
Anja Klimt
Herwig Bauer
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Continental Teves Ag & Co. Ohg
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Publication date
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16D2200/0034Materials; Production methods therefor non-metallic

Definitions

  • the invention relates to a piston for a caliper of a partially lined disc brake according to the preamble of patent claim 1.
  • DE 195 34 220 A1 discloses a cup-shaped piston made of plastic material.
  • the piston comprises a bottom and a cylindrical wall whose open end face acts on a friction lining.
  • This known piston made of plastic material is designed to be particularly stress-resistant and endures occurring mechanical compressive stresses in principle without metallic reinforcement by a disk-shaped and therefore high-strength soil always remains in a receiving bore from the caliper, even if brake pads and brake disc are extremely worn.
  • the wall is essentially stressed exclusively by compressive stress.
  • an insert is provided which is inserted into the unwetted, fluid-free pot interior of the piston, and overlaps an opposite end face of the wall.
  • This arrangement serves in the known piston the purpose of providing a thermal coupling.
  • the usually bakelitartig formed plastic material is a poor thermal conductor, and this thermal insulation effect of the plastic material is avoided by the metallic insert by the frictional heat is transmitted from the friction lining on the insert on the brake fluid.
  • the insert has a right angle to a piston axis arranged, circumferential, flange, and wherein between the flange and the end face is arranged a right angle to the piston axis arranged sealing joint.
  • the flange is provided with an adhesive bonded to the end face of the piston.
  • a groove for receiving the at least one sealing means In the end face can be provided in an advantageous embodiment, a groove for receiving the at least one sealing means.
  • the sealing agent or the adhesive may in principle be provided as a solid shaped body such as in particular as an O-ring or as a solid adhesive in O-ring form, without departing from the invention.
  • the groove has a semicircular cross-section. Furthermore, this groove is provided at least approximately centrally placed to the sealing joint.
  • the end face is graduated at least slightly on the order of its cross-sectional thickness for a recessed recording of the flange, which shortens the axial length. It is advantageous if the insert on an axial force-transmitting surface for interaction with a corresponding surface of the spindle device is butted and / or flat and / or spherical.
  • a particularly production-oriented rotation lock is made possible when the insert has a parallel to the piston axis extending key surface and or a polygon such as in particular a hexagonal key surface for the positive reception of a threaded nut.
  • Such a profiling has the additional advantage that the bending resistance torque is increased.
  • Fig. Ia and Ib a first embodiment of a piston according to the invention in longitudinal section and an enlarged section and
  • Fig. 2 shows a second embodiment of a piston according to the invention in longitudinal section.
  • Fig. 1 illustrates a weight-optimized piston 1 comprising a support 2 of at least partially Plastic material is formed, and parallel to a piston axis 3 slidably received in a receiving bore 4 of a metallic caliper 5.
  • the caliper 5 is part of a disc brake, which is hydraulically, mechanically or electromechanically actuated.
  • the carrier 2 is generally designed as a cup-shaped hollow cylinder open on one side, which comprises a disk-shaped, largely flat base 6. Integral to the bottom 6, a wall 7 is provided, the outer circumference 8 serves to guide within the receiving bore 4. For the purpose of sealing, a not further clarified seal can be provided in the receiving bore 4.
  • a particularly critical, widely extended operating position of the piston 1 is illustrated.
  • a groove 9 is integrated into the wall 7 radially outward, which serves to receive a so-called, not shown, protective cap. At the end of the wall 7, this has an end face 10, which runs essentially parallel to the bottom 6.
  • a pot inner 11 is hydraulically acted upon by brake pressure, so that an outwardly directed contact surface 12 from the bottom 6 against a back plate of a friction lining 19 can be pressed, which acts on a disc 20.
  • This basic mode of action is essentially the same for both mechanical / hydraulic and electromechanical actuation.
  • the inner pot 11 of the piston 1 takes a substantially cup-shaped, advantageously multi-stepped, metallic insert 13 and particularly preferably in addition to a spindle device, not shown, which serves the Reibbelagverschl fashionkompensation or a parking brake mechanism.
  • the insert 13 is basically incorporated in the brake actuation force flow, and is applied starting from the interior of the pot 11 by the pressure medium.
  • the insert 13 At right angles to the piston axis 3, the insert 13 an annular peripheral flange 14.
  • the end face 10 of the wall 7 at least partially overlaps, and rests on the end face 10, a right angle to the piston axis 3 arranged sealing joint 15 is made possible.
  • the flange 14 increases the rigidity of the piston 1 by its resistance torque is increased in a particularly high stress area at the open, free end. Consequently, a stress-based design results.
  • the hydraulic pressure force primarily causes the sealing joint 15 is positively closed, with this advantageous effect even increases with increasing pressure. As a result, delamination between the carrier 2 and insert 13 is avoided.
  • a circular circumferential groove 16 for receiving at least one sealant is incorporated into the end face 10 of the wall 7.
  • the groove 16 according to the embodiment has a semicircularly rounded cross-section, so that no damage is to be expected even when using rubber-elastic O-ring sealing elements.
  • the groove 16 is basically placed approximately centrally to the sealing joint 15, which corresponds approximately to a mean diameter dm of the flange 14.
  • sealing element in the context of the application is generally also an adhesive to understand that is introduced into the groove 16 and into the sealing joint 15 in order to produce the most intimate, permanent attachment between the carrier 2 and insert 13. It is further understood that a plurality of sealing elements or adhesives can be used side by side. It is further understood that the one or more sealing sections need not be placed exclusively in the region of the sealing joint 15, but be provided in an entire joint between the carrier 2 and insert 13 can .
  • the end face 10 of the wall 7 is stepped, which reduces the axial length of the piston 1.
  • the necessary step height is at least approximately of the order of the cross-sectional thickness t of the insert 13. If the insert 13 is stepped, or has no uniform thickness t, the cross-sectional thickness in the region of the flange 14 is relevant.
  • the insert 13 is integrated in the power flow of the actuator.
  • the insert 13 has at least one axial force transmitting surface 17 for co-operation with a corresponding surface of a non-illustrated threaded spindle or nut of the spindle nut drive.
  • the surface 17 is tapered and / or plan and / or spherical, wherein a spherical shape acts self-centering.
  • bottom 6 and 7 wall are formed of plastic carrier 2, that the insert 13 is formed of metallic sheet metal as a deep-drawn component, and wherein a minimum wall thickness d of the wall 7 is dimensioned in that it is at least about a multiple of the cross-sectional thickness t of the insert 13.
  • the invention is primarily suitable for piston series with a large outer diameter, which normally consist entirely of metal material.
  • the insert 13 furthermore comprises a radially inner receptacle 18, arranged in an enlarged diameter area, for a threaded nut (not shown), wherein an anti-twist protection is realized in that the receptacle 18 has an integrated key area and / or a polygon, in particular a hexagon key area for the positive reception 18 has a correspondingly shaped outer contour of the threaded nut. This profiling additionally supports the strength of the piston 1 because its resistance moment is increased.
  • the piston 1 according to the invention has a low weight through the use of plastic, and its pot inner 11 can still be used variably.

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Abstract

The invention relates to a piston (1) for a brake calliper of a partially lined disc brake. The piston comprises a support (2) made of plastic material and a cup-shaped metallic insert (13). According to the invention, the insert (13) comprises a peripheral flange (14) that rests against an end surface (10) of the plastic part, and the flange (14) is bonded to the end surface (10) of the plastic part in hydraulically sealed fashion.

Description

Kolben für einen BremssattelPiston for a caliper
Die Erfindung betrifft einen Kolben für einen Bremssattel einer Teilbelag-Scheibenbremse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a piston for a caliper of a partially lined disc brake according to the preamble of patent claim 1.
Beispielhaft ist aus der DE 195 34 220 Al ein topfförmiger Kolben aus KunststoffWerkstoff bekannt. Der Kolben umfasst einen Boden und eine zylindrische Wandung deren offene Stirnseite einen Reibbelag beaufschlagt. Dieser bekannte Kolben aus Kunststoffwerkstoff ist besonders beanspruchungsgerecht ausgebildet und erträgt auftretende mechanische Druckspannungen prinzipiell ohne metallische Verstärkung, indem ein scheibenförmige und daher hochfester Boden stets in einer Aufnahmebohrung vom Bremssattel verbleibt, selbst wenn Bremsbeläge und Bremsscheibe extrem verschlissen sind. Die Wandung wird im Wesentlichen ausschließlich durch Druckspannung beansprucht. Bei einer Variante dieser Schrift ist ein Einsatz vorgesehen, der ins unbenetzte, fluidfreie Topfinnere vom Kolben eingefügt ist, und eine gegenüberliegende Stirnseite der Wandung überlappt. Diese Anordnung dient bei dem bekannten Kolben dem Zweck, eine thermische Kopplung vorzusehen. Mit anderen Worten ist der meist bakelitartig ausgebildete Kunststoffwerkstoff ein schlechter thermischer Leiter, und diese thermische Isolationswirkung des Kunststoffwerkstoffs wird durch den metallischen Einsatz vermieden, indem die Reibungswärme vom Reibbelag über den Einsatz auf die Bremsflüssigkeit übertragen wird.By way of example, DE 195 34 220 A1 discloses a cup-shaped piston made of plastic material. The piston comprises a bottom and a cylindrical wall whose open end face acts on a friction lining. This known piston made of plastic material is designed to be particularly stress-resistant and endures occurring mechanical compressive stresses in principle without metallic reinforcement by a disk-shaped and therefore high-strength soil always remains in a receiving bore from the caliper, even if brake pads and brake disc are extremely worn. The wall is essentially stressed exclusively by compressive stress. In a variant of this document, an insert is provided which is inserted into the unwetted, fluid-free pot interior of the piston, and overlaps an opposite end face of the wall. This arrangement serves in the known piston the purpose of providing a thermal coupling. In other words, the usually bakelitartig formed plastic material is a poor thermal conductor, and this thermal insulation effect of the plastic material is avoided by the metallic insert by the frictional heat is transmitted from the friction lining on the insert on the brake fluid.
Moderne Fahrzeugbremsanlagen sehen jedoch Spindeltriebe im Sattelgehäuse vor, die für eine Verschleißnachstellung oder für eine elektromechanische Betätigung dienen können. Prinzipiell ist es zwar grundsätzlich denkbar, einen topfförmigen Kolben derart im Bremssattel anzuordnen, dass der Topfinnenraum von Bremsflüssigkeit beaufschlagt ist, und dass der geschlossene Boden den Reibbelag beaufschlagt. Dadurch werden jedoch verstärkt Zug- und Biegespannungen in den Kolben eingeleitet. Es hat sich erwiesen, dass die Werkstoffkennwerte von Kunststoffwerkstoffen zwar grundsätzlich für Axialkraftbeaufschlagung geeignet sind, aber dass Innendruckbeanspruchung im dünnen Zugbeanspruchung Druckbeanspruchung nicht ohne Weiteres für diese Beanspruchungsform geeignet sind, so dass auch schon der Vorschlag unterbreitet wurde, eine punktuelle mechanische Verstärkung aus Metallwerkstoff vorzusehen.However, modern vehicle brake systems provide spindle drives in the caliper housing that are suitable for wear adjustment or for can serve an electromechanical actuation. In principle, it is conceivable in principle to arrange a pot-shaped piston in the caliper so that the pot interior is acted upon by brake fluid, and that the closed bottom acts on the friction lining. However, this increasingly tensile and bending stresses are introduced into the piston. Although it has been found that the material characteristics of plastic materials are fundamentally suitable for application of axial force, internal compressive stress in the thin tensile stress compressive stress is not readily suitable for this type of stress, so that the proposal has already been made to provide a punctual mechanical reinforcement of metal material.
Jedoch ist eine innige und dauerhafte Verbindung zwischen Kunststoffwerkstoff und Metallwerkstoff, wie insbesondere Stahl oder Aluminium, nicht unproblematisch, weil diese Werkstoffe völlig unterschiedliche Temperaturdehnungskoeffizienten aufweisen. Weil eine Fahrzeugbremse mit extremer Bewitterung, unter extremem Temperaturwechsel und zusätzlich mit wechselndem hydraulischen Druck beaufschlagt ist, soll vorliegend ein Kolben mit besonderem Schutz gegen Delamination vorgeschlagen werden .However, an intimate and permanent connection between plastic material and metal material, in particular steel or aluminum, not without problems, because these materials have completely different coefficients of thermal expansion. Because a vehicle brake is subjected to extreme weathering, extreme temperature changes and in addition to varying hydraulic pressure, in the present case a piston with particular protection against delamination is proposed.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Kolben unter Verwendung von Kunststoffwerkstoff mit einem metallischen Einsatz vorzuschlagen, der beanspruchungsgerecht gestaltet ist, und dessen Konstruktion insbesondere gegen Delamination geschützt ist.It is therefore an object of the invention to propose a piston using plastic material with a metallic insert, which is designed in accordance with stress, and whose construction is particularly protected against delamination.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale vom unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Demnach weist der Einsatz einen rechtwinklig zu einer Kolbenachse angeordneten, umlaufenden, Flansch auf, und wobei zwischen Flansch und Stirnfläche eine rechtwinklig zur Kolbenachse angeordnete Dichtungsfuge vorgesehen ist. Vorzugsweise ist der Flansch mit einem Klebemittel an der Stirnfläche des Kolbens verklebt vorgesehen. Indem durch den Flansch erfindungsgemäß zumindest geringfügig mehr Metallwerkstoff am zylindrischen, offenen Ende, in einer biegekritischen Zone vom Kolben, vorgesehen ist, wird der Kolben durch Erhöhung des Widerstandmomentes versteift. Zusätzlich ist die Trennfuge zwischen Kunststoffteil und Einsatz gegen Delamination geschützt, indem diese durch Radialanordnung verdeckt vorgesehen ist. Die Delamination durch den hydraulischen Druck wird auch vermieden, weil der Druck primär eine verstärkte Anlage zwischen Wandung und Flansch bewirkt.The object of the invention is achieved by the characterizing features of independent claim 1. Accordingly, the insert has a right angle to a piston axis arranged, circumferential, flange, and wherein between the flange and the end face is arranged a right angle to the piston axis arranged sealing joint. Preferably, the flange is provided with an adhesive bonded to the end face of the piston. By at least slightly more metal material is provided by the flange according to the invention at the cylindrical, open end, in a bending-critical zone of the piston, the piston is stiffened by increasing the resistance moment. In addition, the parting line between the plastic part and insert against delamination is protected by this is hidden by radial arrangement provided. The delamination due to the hydraulic pressure is also avoided because the pressure primarily causes a reinforced system between the wall and flange.
In der Stirnfläche kann in vorteilhafter Ausgestaltung eine Nut zur Aufnahme von dem wenigstens einen Dichtungsmittel vorgesehen sein. Dadurch wird es beispielsweise ermöglicht, das Dichtungsmittel, respektive den Klebstoff vor der Montage der beteiligten Bauteile anzuordnen. Es versteht sich, dass das Dichtungsmittel oder der Klebstoff grundsätzlich als fester Formkörper wie insbesondere als O-Ring oder als Festklebstoff in O-Ring-Form vorgesehen sein kann, ohne die Erfindung zu verlassen .In the end face can be provided in an advantageous embodiment, a groove for receiving the at least one sealing means. This makes it possible, for example, to arrange the sealant, respectively the adhesive prior to assembly of the components involved. It is understood that the sealing agent or the adhesive may in principle be provided as a solid shaped body such as in particular as an O-ring or as a solid adhesive in O-ring form, without departing from the invention.
Für eine komplette Abdichtung der Dichtungsfuge weist die Nut einen halbkreisförmigen Querschnitt auf. Weiterhin ist diese Nut mindestens etwa zentrisch zur Dichtungsfuge platziert vorgesehen .For a complete sealing of the sealing joint, the groove has a semicircular cross-section. Furthermore, this groove is provided at least approximately centrally placed to the sealing joint.
Die Stirnfläche ist für eine versenkte Aufnahme vom Flansch mindestens etwas in Größenordnung von dessen Querschnittsdicke abgestuft ausgebildet, was die axiale Baulänge verkürzt. Vorteilhaft ist es wenn der Einsatz an einer axialkraftübertragenden Fläche zum Zusammenwirken mit einer entsprechenden Fläche der Spindelvorrichtung konifiziert und/oder plan und/oder sphärisch ausgebildet ist.The end face is graduated at least slightly on the order of its cross-sectional thickness for a recessed recording of the flange, which shortens the axial length. It is advantageous if the insert on an axial force-transmitting surface for interaction with a corresponding surface of the spindle device is butted and / or flat and / or spherical.
Eine effektive Herstellung wird erzielt, wenn Boden und Wandung aus Kunststoff ausgebildet sind, dass der Einsatz aus metallischem Blechwerkstoff als Tiefziehbauteil ausgebildet ist, und wobei eine geringste Wandstärke der Wandung so dimensioniert ist, dass diese mindestens etwa ein Mehrfaches von der Querschnittsdicke des Einsatz beträgt.An effective production is achieved when the bottom and wall are made of plastic, that the insert of metallic sheet material is formed as a deep-drawn component, and wherein a minimum wall thickness of the wall is dimensioned such that it is at least about several times the cross-sectional thickness of the insert.
Eine besonders fertigungsgerechte Verdrehsicherung wird ermöglicht, wenn der Einsatz eine parallel zur Kolbenachse verlaufende Schlüsselfläche und oder einen Mehrkant wie insbesondere eine Sechskant-Schlüsselfläche zur formschlüssigen Aufnahme einer Gewindemutter aufweist. Eine derartige Profilierung verfügt über den zusätzlichen Vorteil, dass das Biegewiderstandsmoment erhöht wird.A particularly production-oriented rotation lock is made possible when the insert has a parallel to the piston axis extending key surface and or a polygon such as in particular a hexagonal key surface for the positive reception of a threaded nut. Such a profiling has the additional advantage that the bending resistance torque is increased.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung anhand zweier Ausführungsbeispiele gemäß der Zeichnung hervor.Other features, advantages and applications of the invention will become apparent from the following description with reference to two embodiments according to the drawing.
In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:
Fig. Ia und Ib ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens im Längsschnitt sowie einen vergrößerten Ausschnitt undFig. Ia and Ib a first embodiment of a piston according to the invention in longitudinal section and an enlarged section and
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens im Längsschnitt.Fig. 2 shows a second embodiment of a piston according to the invention in longitudinal section.
Fig. 1 verdeutlicht einen gewichtsoptimierten Kolben 1 umfassend einen Träger 2 der zumindest teilweise aus Kunststoffwerkstoff ausgebildet ist, und parallel zu einer Kolbenachse 3 verschiebbar in einer Aufnahmebohrung 4 von einem metallischen Bremssattel 5 aufgenommen ist. Der Bremssattel 5 ist Bestandteil einer Scheibenbremse, die hydraulisch, mechanisch oder elektromechanisch betätigbar ist. Dabei ist der Träger 2 generell als einseitig offener, topfartiger Hohlzylinder gestaltet, der einen scheibenförmigen, weitgehend flachen Boden 6 umfasst. Einstückig am Boden 6 ist eine Wandung 7 vorgesehen, deren Außenumfang 8 zur Führung innerhalb der Aufnahmebohrung 4 dient. Zwecks Abdichtung kann in der Aufnahmebohrung 4 eine nicht weiter verdeutlichte Dichtung vorgesehen sein. In der Zeichnung ist eine besonders kritische, weit ausgefahrene Betriebsposition vom Kolben 1 verdeutlicht. Im Übergangsbereich zwischen Boden 6 und Wandung 7 ist von radial außen eine Nut 9 in die Wandung 7 integriert, die zur Aufnahme einer sogenannten, nicht gezeichneten, Schutzkappe dient. Am Ende der Wandung 7 verfügt diese über eine Stirnfläche 10, welche im Wesentlichen parallel zum Boden 6 verläuft. Durch die derartige Bauweise ist ein Topfinneres 11 hydraulisch mit Bremsdruck beaufschlagbar, so dass eine auswärts gerichtete Anlagefläche 12 vom Boden 6 gegen eine Rückenplatte von einem Reibbelag 19 pressbar ist, welcher eine Scheibe 20 beaufschlagt. Diese grundsätzliche Wirkungsweise stimmt sowohl bei mechanisch/hydraulischer, wie auch bei elektromechanischer Betätigung im Wesentlichen überein. Im Topfinneren 11 nimmt der Kolben 1 einen im Wesentlichen topfförmigen, mit Vorteil mehrfach abgestuften, metallischen Einsatz 13 und besonders bevorzugt zusätzlich eine nicht gezeigte Spindelvorrichtung auf, die der Reibbelagverschleißkompensation oder einem Feststellbremsmechanismus dient. Der Einsatz 13 ist grundsätzlich in den Bremsbetätigungskraftfluss eingebunden, und wird ausgehend vom Topfinneren 11 durch das Druckmittel beaufschlagt. Rechtwinklig zur Kolbenachse 3 weist der Einsatz 13 einen ringförmig umlaufenden Flansch 14 auf. Indem der Flansch 14 die Stirnfläche 10 der Wandung 7 zumindest teilweise übergreift, und auf der Stirnfläche 10 aufliegt, wird eine rechtwinklig zur Kolbenachse 3 angeordnete Dichtungsfuge 15 ermöglicht. Gleichzeit erhöht der Flansch 14 die Steifigkeit vom Kolben 1, indem dessen Widerstandmoment in einem besonders hoch beanspruchten Bereich am offenen, freien Ende erhöht ist. Folglich ergibt sich eine beanspruchungsgerechte Konstruktion. Der hydraulische Druckkraft bewirkt primär, dass die Dichtungsfuge 15 zwangsläufig geschlossen wird, wobei sich dieser vorteilhafte Wirkung mit steigendem Druck sogar erhöht. Dadurch wird Delamination zwischen Träger 2 und Einsatz 13 vermieden .Fig. 1 illustrates a weight-optimized piston 1 comprising a support 2 of at least partially Plastic material is formed, and parallel to a piston axis 3 slidably received in a receiving bore 4 of a metallic caliper 5. The caliper 5 is part of a disc brake, which is hydraulically, mechanically or electromechanically actuated. In this case, the carrier 2 is generally designed as a cup-shaped hollow cylinder open on one side, which comprises a disk-shaped, largely flat base 6. Integral to the bottom 6, a wall 7 is provided, the outer circumference 8 serves to guide within the receiving bore 4. For the purpose of sealing, a not further clarified seal can be provided in the receiving bore 4. In the drawing, a particularly critical, widely extended operating position of the piston 1 is illustrated. In the transition region between the bottom 6 and the wall 7, a groove 9 is integrated into the wall 7 radially outward, which serves to receive a so-called, not shown, protective cap. At the end of the wall 7, this has an end face 10, which runs essentially parallel to the bottom 6. By such a construction, a pot inner 11 is hydraulically acted upon by brake pressure, so that an outwardly directed contact surface 12 from the bottom 6 against a back plate of a friction lining 19 can be pressed, which acts on a disc 20. This basic mode of action is essentially the same for both mechanical / hydraulic and electromechanical actuation. In the inner pot 11 of the piston 1 takes a substantially cup-shaped, advantageously multi-stepped, metallic insert 13 and particularly preferably in addition to a spindle device, not shown, which serves the Reibbelagverschleißkompensation or a parking brake mechanism. The insert 13 is basically incorporated in the brake actuation force flow, and is applied starting from the interior of the pot 11 by the pressure medium. At right angles to the piston axis 3, the insert 13 an annular peripheral flange 14. By the flange 14, the end face 10 of the wall 7 at least partially overlaps, and rests on the end face 10, a right angle to the piston axis 3 arranged sealing joint 15 is made possible. At the same time, the flange 14 increases the rigidity of the piston 1 by its resistance torque is increased in a particularly high stress area at the open, free end. Consequently, a stress-based design results. The hydraulic pressure force primarily causes the sealing joint 15 is positively closed, with this advantageous effect even increases with increasing pressure. As a result, delamination between the carrier 2 and insert 13 is avoided.
Im Bereich der Dichtungsfuge 15 ist in die Stirnfläche 10 der Wandung 7 eine rinförmig umlaufende Nut 16 zur Aufnahme von wenigstens einem Dichtungsmittel eingearbeitet. Dabei weist die Nut 16 gemäß Ausführungsform einen halbkreisförmig gerundeten Querschnitt auf, so dass selbst bei Verwendung von gummielastischen O-Ring-Dichtungselementen keine Beschädigung zu erwarten ist. Die Nut 16 ist grundsätzlich etwa zentrisch zur Dichtungsfuge 15 platziert, was etwa einem mittleren Durchmesser dm vom Flansch 14 entspricht.In the region of the sealing joint 15, a circular circumferential groove 16 for receiving at least one sealant is incorporated into the end face 10 of the wall 7. In this case, the groove 16 according to the embodiment has a semicircularly rounded cross-section, so that no damage is to be expected even when using rubber-elastic O-ring sealing elements. The groove 16 is basically placed approximately centrally to the sealing joint 15, which corresponds approximately to a mean diameter dm of the flange 14.
Als Dichtungselement im Sinne der Anmeldung ist generell auch ein Klebemittel zu verstehen, das in die Nut 16 und in die Dichtungsfuge 15 einbracht ist, um eine möglichst innige, dauerhafte Befestigung zwischen Träger 2 und Einsatz 13 zu erzeugen. Es versteht sich weiterhin, dass mehrere Dichtungselemente oder Klebemittel nebeneinander verwendbar sind. Es versteht sich weiterhin, dass das oder die Dichtungseimente nicht ausschließlich im Bereich der Dichtungsfuge 15 platziert sein müssen, sondern in einer gesamten Fuge zwischen Träger 2 und Einsatz 13 vorgesehen sein können .As a sealing element in the context of the application is generally also an adhesive to understand that is introduced into the groove 16 and into the sealing joint 15 in order to produce the most intimate, permanent attachment between the carrier 2 and insert 13. It is further understood that a plurality of sealing elements or adhesives can be used side by side. It is further understood that the one or more sealing sections need not be placed exclusively in the region of the sealing joint 15, but be provided in an entire joint between the carrier 2 and insert 13 can .
Für eine versenkte Anordnung vom Einsatz 13 ist die Stirnfläche 10 der Wandung 7 abgestuft ausgebildet, was die axiale Baulänge vom Kolben 1 verringert. Für diese versenkte Aufnahme vom Flansch 14 ist die notwendige Stufenhöhe mindestens etwa in Größenordnung von der Querschnittsdicke t vom Einsatz 13 vorgesehen. Wenn der Einsatz 13 abgestuft ausgebildet ist, oder keine einheitliche Dicke t aufweist, ist die Querschnittsdicke im Bereich vom Flansch 14 maßgeblich.For a recessed arrangement of the insert 13, the end face 10 of the wall 7 is stepped, which reduces the axial length of the piston 1. For this countersunk recording of the flange 14, the necessary step height is at least approximately of the order of the cross-sectional thickness t of the insert 13. If the insert 13 is stepped, or has no uniform thickness t, the cross-sectional thickness in the region of the flange 14 is relevant.
Wie bereits angeklungen, ist der Einsatz 13 in den Kraftfluß der Betätigung integriert. Zur Anpassung an getriebeartige Betätigungsvorrichtungen mit Spindel-Mutter-Trieb (elektromechanische BremsbetätigungsVorrichtungen, Reibbelagverschleißkompensationsvorrichtungen) verfügt der Einsatz 13 über wenigstens eine axialkraftübertragende Fläche 17 zum Zusammenwirken mit einer entsprechenden Fläche einer nicht gezeichneten Gewindespindel oder Gewindemutter des Spindel-Mutter-Triebs. Zu diesem Zweck ist die Fläche 17 konifiziert und/oder plan und/oder sphärisch ausgebildet, wobei eine sphärische Formgebung selbstzentrierend wirkt.As already indicated, the insert 13 is integrated in the power flow of the actuator. To accommodate geared actuators with spindle-nut drive (electromechanical brake actuators, friction pad compensation devices), the insert 13 has at least one axial force transmitting surface 17 for co-operation with a corresponding surface of a non-illustrated threaded spindle or nut of the spindle nut drive. For this purpose, the surface 17 is tapered and / or plan and / or spherical, wherein a spherical shape acts self-centering.
Zur fertigungsgerechten, dauerfesten und gewichtsoptimierten Gestaltung der Bauteile trägt bei, dass Boden 6 und Wandung 7 vom Träger 2 aus Kunststoff ausgebildet sind, dass der Einsatz 13 aus metallischem Blechwerkstoff als Tiefziehbauteil ausgebildet ist, und wobei eine geringste Wandstärke d der Wandung 7 so dimensioniert ist, dass diese mindestens etwa ein Mehrfaches von der Querschnittsdicke t des Einsatz 13 beträgt. Dadurch eignet sich die Erfindung vorrangig für Kolbenbaureihen mit großem Außendurchmesser, die normalerweise vollständig aus Metallwerkstoff bestehen. Der Einsatz 13 umfasst weiterhin eine, in einem erweiterten Durchmesserbereich angeordnete, radial innere Aufnahme 18 für eine nicht gezeigte Gewindemutter, wobei eine Verdrehsicherung dadurch realisiert ist, dass die Aufnahme 18 eine integrierte Schlüsselfläche und oder einen Mehrkant wie insbesondere eine Sechskant-Schlüsselfläche zur formschlüssigen Aufnahme 18 einer entsprechend gestalteten Außenkontur der Gewindemutter aufweist. Diese Profilierung unterstützt die Festigkeit vom Kolben 1 zusätzlich, weil dessen Widerstandsmoment erhöht ist.For manufacturing fair, durable and weight-optimized design of the components contributes that bottom 6 and 7 wall are formed of plastic carrier 2, that the insert 13 is formed of metallic sheet metal as a deep-drawn component, and wherein a minimum wall thickness d of the wall 7 is dimensioned in that it is at least about a multiple of the cross-sectional thickness t of the insert 13. As a result, the invention is primarily suitable for piston series with a large outer diameter, which normally consist entirely of metal material. The insert 13 furthermore comprises a radially inner receptacle 18, arranged in an enlarged diameter area, for a threaded nut (not shown), wherein an anti-twist protection is realized in that the receptacle 18 has an integrated key area and / or a polygon, in particular a hexagon key area for the positive reception 18 has a correspondingly shaped outer contour of the threaded nut. This profiling additionally supports the strength of the piston 1 because its resistance moment is increased.
Der erfindungsgemäße Kolben 1 weist durch die Verwendung von Kunststoff ein geringes Gewicht auf, und dessen Topfinneres 11 kann dennoch variabel genutzt werden. Der metallische Einsatz 13, welcher gleichermaßen Zug- und Druckspannungen aufnehmen kann, ermöglicht eine möglichst geringe Wandstärke d vom Träger 2, ohne Delamination und Zerstörung der involvierten Bauteile befürchten zu müssen The piston 1 according to the invention has a low weight through the use of plastic, and its pot inner 11 can still be used variably. The metallic insert 13, which can absorb both tensile and compressive stresses, allows the smallest possible wall thickness d from the carrier 2, without fear of delamination and destruction of the components involved
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Kolben1 piston
2 Träger2 carriers
3 Kolbenachse3 piston axis
4 Aufnahmebohrung4 receiving hole
5 Bremssattel5 caliper
6 Boden6 floor
7 Wandung7 wall
8 Außenumfang8 outer circumference
9 Nut9 groove
10 Stirnfläche10 face
11 Topfinneres11 pot inside
12 Anlagefläche12 contact surface
13 Einsatz13 use
14 Flansch14 flange
15 Dichtungsfuge15 sealing joint
16 Nut16 groove
17 Fläche17 area
18 Aufnahme18 recording
19 Reibbelag19 friction lining
20 Scheibe 20 disc

Claims

Patentansprüche claims
1. Kolben (1) für einen Bremssattel (5) einer hydraulisch und/oder mechanisch und/oder elektromechanisch betätigbaren Scheibenbremse, der im wesentlichen als einseitig offener, topfartiger Hohlzylinder gestaltet ist, und einen Boden (6) und eine einstückig am Boden (6) angeordnete Wandung (7) und umfassend eine Nut (9) im Übergang zwischen Boden (6) und Wandung (7) aufweist, sowie eine parallel zum Boden (6) angeordnete Stirnfläche1. Piston (1) for a brake caliper (5) of a hydraulically and / or mechanically and / or electromechanically operable disc brake, which is designed substantially as a unilaterally open cup-shaped hollow cylinder, and a bottom (6) and an integrally on the bottom (6 ) arranged wall (7) and comprising a groove (9) in the transition between the bottom (6) and wall (7), and a parallel to the bottom (6) arranged end face
(10) umfasst, wobei der Boden (6) ausgehend vom Topfinneren (11) mit Bremsdruck beaufschlagbar ist, so dass eine auswärts gerichtete Anlagefläche (12) gegen einen Reibbelag (19) pressbar ist, wobei das Topfinnere(10), wherein the bottom (6), starting from the inside of the pot (11) can be acted upon with brake pressure, so that an outwardly directed contact surface (12) against a friction lining (19) can be pressed, wherein the interior of the pot
(11) einen metallischen Einsatz (13 und bevorzugt eine Spindelvorrichtung aufnimmt, die insbesondere in einen Kraftfluss von einem Feststellbremsmechanismus einbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (13) einen rechtwinklig zu einer Kolbenachse (3) angeordneten, umlaufenden, Flansch (14) aufweist, und wobei zwischen Flansch (14) und Stirnfläche (10) eine rechtwinklig zur Kolbenachse (3) angeordnete Dichtungsfuge (15) vorgesehen ist.(11) accommodates a metallic insert (13 and preferably a spindle device, which can be inserted into a power flow of a parking brake mechanism, characterized in that the insert (13) has a peripheral flange (14) arranged at right angles to a piston axis (3). and wherein between the flange (14) and end face (10) a right angle to the piston axis (3) arranged sealing joint (15) is provided.
2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die2. Piston according to claim 1, characterized in that the
Stirnfläche (10) eine Nut (16) zur Aufnahme von wenigstens einem Dichtungsmittel aufweist.End face (10) has a groove (16) for receiving at least one sealing means.
3. Kolben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die3. Piston according to claim 2, characterized in that the
Nut (16) einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist, und dass die Nut (16) mindestens etwa zentrisch zur Dichtungsfuge (15) platziert ist. Groove (16) has a semicircular cross-section, and that the groove (16) is placed at least approximately centrally of the sealing joint (15).
4. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die4. Piston according to claim 1, characterized in that the
Stirnfläche (10) für eine versenkte Aufnahme vom Flansch (14) mindestens etwas in Größenordnung von dessen Querschnittsdicke (t) abgestuft ausgebildet ist.End face (10) for a recessed receptacle from the flange (14) at least somewhat graduated in the order of its cross-sectional thickness (t) is formed.
5. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der5. Piston according to claim 1, characterized in that the
Einsatz (13) eine gesondert umlaufende Fläche (17) zum Zusammenwirken mit einer entsprechenden Fläche der Spindelvorrichtung aufweist, und dass die Fläche (17) konifiziert und/oder plan und/oder sphärisch ausgebildet ist.Insert (13) has a separate circumferential surface (17) for cooperation with a corresponding surface of the spindle device, and that the surface (17) is tapered and / or planar and / or spherical.
6. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Boden6. Piston according to claim 1, characterized in that the ground
(6) und Wandung (7) aus Kunststoff ausgebildet sind, dass der Einsatz (13) aus metallischem Blechwerkstoff als Tiefziehbauteil ausgebildet ist, und wobei eine geringste Wandstärke (d) der Wandung (7) so dimensioniert ist, dass diese mindestens etwa ein Mehrfaches von der Querschnittsdicke (t) des Einsatz (13) beträgt.(6) and wall (7) are formed of plastic, that the insert (13) is formed of metallic sheet metal material as a deep-drawn component, and wherein a smallest wall thickness (d) of the wall (7) is dimensioned such that these at least about a multiple of the cross-sectional thickness (t) of the insert (13).
7. Kolben nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (13) abgestuft ausgebildet ist, und eine Aufnahme (18) mit einer Schlüsselfläche und/oder einen Mehrkant wie insbesondere eine Sechskant-Schlüsselfläche zur formschlüssigen Aufnahme einer Gewindemutter aufweist. 7. Piston according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the insert (13) is stepped, and a receptacle (18) with a key surface and / or a polygon, in particular a hexagonal key surface for the positive reception of a threaded nut having.
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